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      為什么鋰離子電池會膨脹?鋰離子電池膨脹原因分析

      來源:鋰離子電池廠家?作者:諾信電子??發布時間:2020-07-07 14:18:31??閱讀數:

      前兩天有位客戶找我問到了電池的問題。據他說,他在圣誕節購買了一架無人機,最近拿出來玩,卻發現無法正常工作了。

      無人機電池

      在他發來的圖片中,那一張非常腫的鋰離子袋式電池的照片引人注意。鋰離子電池確實需要每隔幾個月進行一次定期充放電,如果存放太久而不使用,則您就會看到如下圖所示一個的電池。

      鋰離子電池鼓脹

      鋰離子電池膨脹的原因有很多種,但是某種程度上,深放電膨脹和與這種電池充電相關的危害似乎被低估了。

      鋰離子電池膨脹的常見原因:

      ①過充電會加速電極和電解質之間的寄生反應,并釋放熱量和氣體。

      ②電池質量差和或者電路設計問題,陽極與陰極的化學計量比低,顆粒污染。

      ③電池組裝過程中或產品應用過程中對電極造成的機械損壞。

      ④溫度過高(請勿將電池放在太陽暴曬的車內)。

      ⑤電池深度放電。

      任何會增加電池自放電率的東西都是不好的(包括較差的制造質量和受熱),并使您的電池更快地進入深度放電狀態。

      下面的CT掃描顯示由于深放電而產生的放氣導致果凍變形嚴重??梢韵胂?,這種電池不能很好地工作。

      深度放電膨脹引起的電池的CT掃描
      深度放電膨脹引起的電池的CT掃描(圖片由DfR Solutions提供)

      深度放電還會造成安全隱患。當鋰離子電池進入深度放電狀態時,它處于高度脫嵌的狀態(“插入”一詞表示插入晶格中的各層之間)。在鋰離子電池中,陽極和陰極都具有“氣孔”,以便鋰離子來回穿梭。當電池深度放電時,陽極上的保護鈍化層(稱為固體電解質中間相(SEI)層)分解,新的電極和電解質表面接觸并形成新的SEI層。所有這些反應導致氣體形成。

      鋰離子電池中的深放電機理
      鋰離子電池中的深放電機理

      負極上的銅集電器會開始溶解,如上圖所示。重新充電后,這些銅離子會沉積在電極或隔板表面,從而可能導致銅短路和熱失控的危險(爆炸)。

      這種深度放電的電池不應充電,設備制造商必須在電池保護系統中實施深度放電電壓截止。這可以包括恒流充電,直到在給定時間內達到某個閾值電壓為止,然后逐漸增加充電。在給定的時間內未能達到電壓閾值,會將電池分類為損壞電池并關閉,從而無法使用。

      我們應該采取什么措施來防止電池鼓脹?不要在無法保證電池質量的廠商購買便宜的電池。請勿購買未提供足夠保護的售后充電器。請勿將電池暴露在高溫下。最后,現在的鋰電產品大多是隨性使用,隨時充隨時用,無需固定充電時間和使用,對于長期不使用的產品,請記得定期充電。

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